羌塘盆地磁倾角浅化校正及其在构造上的应用——中侏罗纪以来约1 000 km的南北向缩短

古地磁磁倾角是古纬度的记录者,能真实反映块体在地质时期的古纬度,对块体构造活动有着很好的揭示作用。但最近众多的研究表明,沉积物所记录的磁倾角结果,往往存在浅化现象。因此,如何精确确定古地磁磁倾角方向,是研究块体南北向构造活动的关键。本文围绕古地磁研究相对薄弱的青藏高原腹地羌塘块体,针对雁石坪地区侏罗纪沉积地层开展了精细的古地磁研究,确定了雁石坪群沉积岩地层中灰岩和碎屑岩的剩磁方向(碎屑岩雀莫错组D_s=339.0°,I_s=24.4°,α₉₅=18.3°,灰岩布曲组D_s=336.9°,I_s=30.9°,α₉₅=7.8°),通过运用"E/I"统计方法对所获得的古地磁结果进行校正,发现雁石坪地区侏罗纪沉积岩由同沉积期间或沉积后的压实作用所造成的磁倾角浅化约5.7°～8.5°。该结果表明,羌塘块体在中侏罗世雀莫错组和布曲组期间存在约278 km北向漂移。校正后的古地磁结果,与同期的相邻块体塔里木极对比,揭示出磁倾角具有额外10.9°～14.6° 的浅化,可能指示了自中侏罗世以来,羌塘块体相对塔里木块体有约1 000 km的北向漂移和缩短。     

新近纪以来中国黄土高原的风尘记录

通过对黄土高原中部两个典型的风尘堆积序列的岩性和磁性地层研究 ,认为中国黄土高原风尘堆积的开始发育年龄至少约为 7.2 Ma B.P.。以红粘土和黄土—古土壤交互出现的风尘沉积 ,不仅真实地记录了东亚季风气候的形成演化 ,而且可能包含了青藏高原的阶段性隆升、北半球冰盖形成演化及大冰期发生等构造气候事件的印记。反映粉尘源区的干燥度及携带粉尘的大气环流强度的风尘沉积速率自 7.2 Ma B.P.开始、尤其是 4.5 Ma B.P.以来逐渐增大 ,似乎暗示了自新近纪以来亚洲内陆粉尘源区干旱化的逐级发展和东亚冬季风环流强度的逐渐增加     

中中新世以来阿尔金断裂走滑未造成柴达木盆地整体旋转

通过柴达木盆地南八仙剖面磁性地层学研究,建立了部分上油砂山组磁极性序列,认为该剖面时代为7.5~9.0 Ma。从320块样品的古地磁数据分析,揭示了一组高温特征剩磁分量,在95%置信度下通过倒转检验(B级),说明这组高温分量很可能代表岩石形成时的原生剩磁,其特征剩磁方向为:地理坐标下为D_g=358.5°, I_g=40.5°, k=28.5,α₉₅=4.2,层面坐标下为D_s=1.0°, I_s=41.5°, k=34.0,α₉₅=3.8;相应的极位置为λ_p=75.9°N, φ_p=270.5°E, d_p=2.8°, d_m=4.6°。通过与同时代柴达木盆地及邻区的古地磁极对比,说明中中新世以来柴达木地块整体上没有经历明显旋转运动,阿尔金断裂活动致使肃北等毗邻断裂带地区发生了构造旋转。     

江西信江盆地上白垩统风成红层的古地磁研究

红层是古地磁学的重要研究对象之一。以往对河湖相红层的古地磁研究较多，而对于风成红层的研究较少。因 此，对于风成红层剩磁记录是否可靠等基本问题仍然缺乏清晰的认识。文章对江西信江盆地上白垩统圭峰群塘边组风成 红层和河口组河流相红层开展了古地磁研究，并通过对比风成红层与河流相红层的古地磁结果，探究风成红层剩磁记录 的可靠性及不同沉积过程对古地磁记录的影响。逐步热退磁实验结果显示仅有19% 的塘边组风成红层分离出稳定的特征 剩磁，而且其强度衰减曲线为凸形，表明特征剩磁为碎屑赤铁矿携带的原生剩磁。其平均方向为Ds=15.6 °, Is=28.9 °, n= 25, κ=13.0, α95=8.3 °；对应的古地磁极为Latitude=70.7 °, Longitude=245.6 °, A95=6.8 °。该古地磁极与赣州地区河湖相红层 的古地磁极及华南晚白垩世的古地磁极位置一致，表明风成红层的剩磁记录是可靠的。河口组河流相红层绝大部分样品 未能分离出稳定的特征剩磁。磁化率各向异性结果显示塘边组和河口组为沉积组构。岩石磁学结果表明，载磁矿物为赤 铁矿和磁铁矿。通过对塘边组风成红层的薄片观察和红度值比较等进一步研究表明，颗粒粒度和胶结程度可能对红层剩 磁记录的稳定性有一定影响。     

轨道调谐建立西宁厚层黄土堆积时间标尺的探索

青藏高原东北部西宁-互助地区堆积的厚层黄土是认识高原第四纪环境演化和气候变化的重要信息载体。对西宁泮子山厚层黄土钻孔（181.7m）进行了间隔5cm的采样,在实验室测量了全部样品的粒度,以粒度和北半球高纬太阳辐射数据为材料,选择古地磁年龄作为独立年代控制点,采用改进的自动轨道调谐方法,建立了西宁黄土早更新世以来天文轨道调谐的时间标尺。调谐后的粒度时间序列与ETP曲线在轨道周期上高度相关,在一定程度上证明了轨道调谐方法建立西宁厚层黄土堆积年代标尺的可行性。泮子山厚层黄土的沉积速率在1.0Ma前后发生了明显变化,1.0Ma以来沉积速率的相对高值可能反映了粉尘源区的干旱化程度增强,也指示了亚洲中部和青藏高原干旱环境的急剧发展。西宁厚层黄土年代标尺的建立,对深入认识晚新生代亚洲干旱气候发展过程和青藏高原的环境演化具有积极意义。     

江西信江盆地上白垩统风成红层的古地磁研究

红层是古地磁学的重要研究对象之一。以往对河湖相红层的古地磁研究较多,而对于风成红层的研究较少。因 此,对于风成红层剩磁记录是否可靠等基本问题仍然缺乏清晰的认识。文章对江西信江盆地上白垩统圭峰群塘边组风成 红层和河口组河流相红层开展了古地磁研究,并通过对比风成红层与河流相红层的古地磁结果,探究风成红层剩磁记录 的可靠性及不同沉积过程对古地磁记录的影响。逐步热退磁实验结果显示仅有19% 的塘边组风成红层分离出稳定的特征 剩磁,而且其强度衰减曲线为凸形,表明特征剩磁为碎屑赤铁矿携带的原生剩磁。其平均方向为Ds=15.6 °, Is=28.9 °, n= 25, κ=13.0, α95=8.3 °;对应的古地磁极为Latitude=70.7 °, Longitude=245.6 °, A95=6.8 °。该古地磁极与赣州地区河湖相红层 的古地磁极及华南晚白垩世的古地磁极位置一致,表明风成红层的剩磁记录是可靠的。河口组河流相红层绝大部分样品 未能分离出稳定的特征剩磁。磁化率各向异性结果显示塘边组和河口组为沉积组构。岩石磁学结果表明,载磁矿物为赤 铁矿和磁铁矿。通过对塘边组风成红层的薄片观察和红度值比较等进一步研究表明,颗粒粒度和胶结程度可能对红层剩 磁记录的稳定性有一定影响。     

距今7Ma以来甘肃灵台剖面 Nd和 Sr同位素特征

测定了 7 Ma B.P.以来灵台剖面红粘土和黄土-古土壤序列的酸不溶物 Sr和 Nd同位素组成.样品酸不溶物 87Sr/86Sr变化可明显分为两个阶段.第一个阶段,从 7 Ma B.P.到 2.5 Ma B.P.,为红粘土层,酸不溶物 87Sr/86Sr稳定位于高值,反映了东亚冬季风处于相对平稳的弱势.第二个阶段,从 2.5 Ma B.P.到现在,酸不溶物 87Sr/86Sr呈下降趋势,波动加强,反映了东亚冬季风不断增强,并且冬季风和夏季风交替变化加强. 7 Ma B.P.以来灵台剖面红粘土和上覆的黄土-古土壤的 Nd同位素组成一致,并揭示 7 Ma B.P.以来,北太平洋中部沉积物与黄土高原黄土都来自相同的物源区.     

裂变径迹对豫西宜阳地区中新生代构造演化过程的约束

为了研究宜阳地区与鄂尔多斯盆地中新生代构造演化过程的时空关系,对宜阳地区开展了锆石、磷灰石裂变径迹测年分析。结果表明,锆石裂变径迹年龄为185±8 Ma,磷灰石裂变径迹年龄为49±3 Ma～41±3 Ma,结合前人资料,认为宜阳地区中新生代以来共经历了两期较大规模的构造改造,分别是晚三叠世—早侏罗世印支运动和始新世—渐新世喜马拉雅运动对本区的影响。这两期构造运动与鄂尔多斯三叠纪原型盆地萎缩及秦岭造山带快速造山均有很好的等时性,说明宜阳地区与鄂尔多斯盆地自中生代以来具有相似的构造背景。     

青藏高原东北缘西宁黄土物源研究

碎屑锆石U-Pb年代学被认为是研究沉积物物源的有效手段。然而,应用碎屑锆石U-Pb年代学对中国黄土高原进行物源研究时却获得了非常复杂的物源信息。西宁黄土沉积于青藏高原东北缘地区,对其开展碎屑锆石U-Pb年代学研究不仅可以获得其物源信息,同时可以为探讨青藏高原北缘碎屑物质对黄土高原的贡献提供重要依据。碎屑锆石形貌学研究结果表明其可能经历了强烈的物理风化以及多次再循环,同时也可能暗示了物源的高度复杂性。来自不同沉积层位的碎屑锆石U-Pb年龄结果表明,西宁黄土碎屑物质的最终来源可能是青藏高原北缘和中亚造山带,且物源区自约1.3 Ma以来可能没有显著变化,但是两者对西宁黄土的相对贡献可能在不同的时期具有微弱的差异。西宁黄土与中国黄土高原中、西部典型剖面的碎屑锆石年龄分布具有高度相似性,暗示了两者的物源区可能很大程度上具有一致性,但具少量差异。      

二维自相关方法在识别地质构造中的应用

把位场看作一随机信号,利用二维自相关方法对位场数据进行处理,能够客观有效地提取地质构造信息.在获取地质构造信息方面,该方法克服了水平方向导数(0°,5°,90°,135°)的主观因素,但损失了数据窗边缘信息.通过对鄂尔多斯盆地西北缘航磁异常的二维自相关方法的应用研究,得出该方法能有效地识别有边界的深大断裂带的认识.     

末次盛冰期黄土高原蜗牛化石记录的气候快速变化及其影响机制

本文通过对渭南黄土剖面末次盛冰期地层较高分辨率的蜗牛化石记录研究，发现这一时期特征蜗牛种类峰值的演替反映了古气候的演化过程和温，湿度的组合关系。气候变化显示出百年-千年尺度波动的特征，温度的变化明显地要早于湿度（降水）的变化1000-2000a，表现为变冷-冷湿-冷干-温干-温湿的气候过程，研究认为造成这一气候特点的原因是东亚冬，夏季风共同作用的结果，可喜温湿蜗牛种类的研究，揭示出东亚夏季风在这一时期至少能够持续地影响到黄土高原的东南部地区，这个时期冬季风强化的结果之一是影响了夏季风在这一地区滞留的时间，加大了季节性的差异，分析表明尽管夏季风在这一地区滞留的时间缩短，但维持了它固有的强度，提供了适量的水热条件供喜温湿蜗牛种类在这一寒冷阶段持续地生长和发育。     

西峰剖面午城黄土古风化强度变化与 早更新世季风环境演化*

游离铁(FeD)/全铁(FeT)比值被土壤学界用来反映土壤化学风化强度,并已在风尘堆积的古环境研究中得到较好应用。然而,迄今对第四纪黄土古风化强度的研究多集中于中更新世以来的序列,只有少数剖面的分析包含午城黄土。文章基于西峰剖面661个样品的FeD和FeT分析,建立了该剖面午城黄土的古风化强度序列,并与剖面原有1.2Ma以来的序列进行对比。结果表明,早更新世古土壤的风化强度与后期相比总体较低,而黄土层的风化强度总体偏高,反映了较小的冰期-间冰期反差; 古风化强度的波动总体上与深海氧同位素有较好的一致性,体现了全球冰量变化对我国北方季风环境的控制。2.6~1.6Ma期间,古土壤的平均风化强度在整个第四纪最低,指示了较弱的夏季风环境效应。从约1.6Ma开始到1.2Ma,古土壤和黄土层的风化强度均增加,并开始有较显著的约100ka周期。这些特征在深海氧同位素记录中没有表现,而与热带地区一些环境特征相吻合,从而指示了低纬过程对我国北方早更新世季风环境的显著影响。     

第四纪时期东亚季风变化的动力机制

本文作者主张：古气候演化的动力机制研究应从动力因子和动力过程两个方面人手。通过对比东亚冬季风、夏季风、印度季风及全球冰量变化的时间特征和频率特征，我们得到以下认识：１)大致在过去０．８Ｍａ这个时段，东亚冬、夏季风基本上具同相位、同周期的互为消长演化特征；２)东南季风演化具０．１Ｍａ的主导周期，而印度季风变化则以较短周期为主；３)东亚冬、夏季风与全球冰量变化在时间范畴上可作很好的对比，尤其是这三者均含有主导性的０．１Ｍａ周期。在此基础上，本文提出东亚季风演化的“全球冰量驱动模式”，并初步讨论了东亚季风变化对全球冰量变化响应的动力过程。     

Variability of East Asian Winter Monsoon in Quaternary Climatic Extremes in North China

In order to examine high-frequency variations of East Asian winter monsoon in Quaternary climatic extremes, two typical loess–paleosol sequences in the Chinese Loess Plateau were investigated. Sandy layers in the loess deposits, the “Upper sand” and “Lower sand” (layers L9 and L15, respectively), which represent a high-resolution record of paleomonsoon changes, have been sampled at intervals of 5–6 cm from sections at Luochuan and Xifeng. The grain size and magnetic susceptibility was measured for all samples. The grain-size results (a proxy of winter monsoon strength) indicate that the winter monsoon strength fluctuated on a millennial timescale during cold climatic extremes, with climatic events of a few hundred to a few thousand years. However, the winter monsoon was relatively stable during warm periods. The magnetic susceptibility signal (a proxy of summer monsoon intensity) is practically constant over the same period. This is tentatively explained by the assumption that the summer monsoon intensity was too low to be recorded in the magnetic susceptibility signal. The intensified winter monsoon events show periodicities in a range of 1000 to 2770 yr, with a dominant cycle of approximately 1450 yr. The detection of this oscillation in older glacial stages strongly suggests that it may be a pervasive cycle of the cold climatic phases of the Quaternary. Millennial-scale variations of the winter monsoon may be caused by instability of the westerly jet, which is determined by temperature differences between the polar and the equatorial regions.     

晚新生代黄土高原风尘序列的粒度和沉积速率与中国北方大气环流演变

文章以风尘沉积的粗粒和细粒组分与季风和西风环流的联系为基础,利用黄土高原中部的洛川剖面、西峰剖面和灵台剖面的粒度和沉积速率记录,讨论了晚新生代中国北方季风环流和西风环流的演变历史,总结了这一时期大气环流演变的基本规律和大气环流演变的动力机制.研究表明,自8～7Ma风尘沉积发育至5Ma左右,西风环流和季风环流都有减弱的趋势;自5Ma以来,西风环流和季风环流的强度都在逐步加强;与此同步,季风环流对风尘沉积的贡献增加,而西风环流对风尘的贡献逐渐减小,这一逐渐发展的大气环流趋势与北半球高纬冰盖的逐步发展有关;大气环流的这种趋势变化在8～7Ma,3.4Ma和1.2～0.9Ma这几个时期存在着突变,可能反映了青藏高原的阶段性隆升对中国北方季风环流演化的决定性作用以及对西风环流结构和强度的重要影响.中国北方大气环流在轨道尺度变化的基本特征是,低空季风环流在冰期加强,在间冰期减弱.西风环流和季风环流在冰期和间冰期的强度和格局可能主要与全球冰量的基本状况和青藏高原原面的性质有关.黄土高原的风尘记录在万年尺度和千年尺度的气候事件上都表现出相当明显的区域差异,可能主要与局部地形的大气环流效应有关.     

Mollusk record of millennial climate variability in the Loess Plateau during the Last Glacial Maximum

A high-resolution terrestrial mollusk record from the Loess Plateau of China has been studied to characterize climate variability during the Last Glacial Maximum (LGM). The rapid successions in mollusk taxa in the Weinan loess sequence reveal that climate changes occurred at least four times in this period. In the loess region, millennia-scale climate fluctuations existed, as documented in the grain size and weathering intensity records. Our results show such millennia-scale fluctuations reflecting changes in both temperature and precipitation, rather than a simple cold and warm alternation. Changes in temperature and precipitation were not in phase during the LGM. Temperature varied earlier than precipitation, which could have been the effect of winter and summer monsoon interactions. Our data also reveal that the East Asian summer monsoons could reach the southeast part of the Loess Plateau during the whole of the LGM. The intensification of winter monsoons during the LGM led to short duration of summer monsoons annually impacting on the Loess Plateau, but the intrinsic intensity of summer monsoons would not have changed significantly, thus providing the thermo-hydrological conditions for temperate-humidiphilous mollusks to persistently grow and develop in the glacial age.     

黄土高原和南海陆架古季风演变的生物记录与Heinrich事件

宝鸡黄土中０．１５Ｍａ以来植物硅酸体研究表明,年均温度、１月份和年均降水量的变化与深海氧同位素变化有很好的一致性,而７月份降水量的变化与印度洋反映季风强弱的粒度变化相类似。南海陆架孢粉研究发现,１４７００—１３９００ａＢ．Ｐ．和２２９００一２０６００ａＢ．Ｐ．气候变冷期与北大西洋沉积物中Ｈ１、Ｈ２变冷事件存在成因上的联系。全球冰量通过冬季风等因素在“轨道尺度”上可能影响了夏季风对特定地区的控制时间,从而控制了黄土区气候的年均状况,但没有影响夏季风固有的变化周期和振幅。由低纬夏季太阳辐射控制的夏季风以其准２００００ａ周期叠加在冬季风所具有的准０．１Ｍａ周期上。冬、夏季风的演化行为具有较强的相对独立性,冬、夏季风同时减弱或增强的情况是存在的。Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件在东亚地区不仅影响了冬季风而且影响了夏季风。     

Rb and Sr Geochemical Characterization of the Chinese Loess Stratigraphy and Its Implications for Palaeomonsoon Climate

Concentrations and distributions of Rb and Sr in loess and palaeosol samples from the Luochuan profile have been studied, in grain-size fractions and chemical forms. Results show that Rb is quite rich in the fraction of less than 2μm, and exits only in the residual phase, while Sr is distributed in sand and silt fractions, occurring in the residual and carbonate phases. Therefore, variations of the concentrations of Rb and Sr in loess and palaeosols are closely related not only to dustfall compositions depending on winter monsoon wind strength but also to summer monsoon-induced pedogenic intensity. This indicates that variations of Rb/Sr ratio in Chinese loess sequences represent cyclic alternations of East Asian summer and winter monsoon climates on the orbital time-scale. Variations in Sr concentrations along the sequence bear a high similarity to the oxygen isotope record of the deep sea sediments over the past 2.5 Ma, whereas variations in Rb concentrations are in good agreement with the record of     

最近2.5Ma黄土高原环境变化研究进展——来自洛川黄土地层的证据

洛川黄土—古土壤序列记录了最近2.5Ma黄土高原自然环境的演化和变迁。国内外研究人员运用地层学、古生物学、土壤学、磁学、沉积学、岩石学、矿物学、地球化学等多学科的研究方法，统一地层划分，明确成因机制，建立时间标尺，分析气候指标，提取环境信息，逐步揭示了自早更新世以来该区气候由暖湿而冷干、频繁剧烈波动的历史以及古生物的演替过程，为全球变化研究提供了重要资料。     

2.5Ma以来地球轨道参数变化对黄土粒度变化的线性驱动

本文对2.5Ma以来宝鸡黄土剖面粒度曲线与ETP曲线做了互功率谱和凝聚函数分析,以期反映风力强度与地球轨道参数变化的关系。结果表明,2.5Ma以来粒度记录中始终存在着与地轴倾斜度、岁差呈线性响应的41000a、23000a和19000a周期;同时,在0.6—0.0MaB.P.时段存在与偏心率呈线性响应的0.1Ma周期,在2.5—1.6MaB.P.时段存在与偏心率0.4Ma呈线性响应的周期。上述结果佐证了地球轨道变化对内陆古气候变化的线性驱动作用,但该理论不能解释在约0.9—0.6MaB.P.和1.6MaB.P.前后出现的二次较大的主导气候周期转型事件。